Файл: Бирюков, Б. В. Кибернетика и методология науки.pdf

должно отождествляться с понятием различия, разнообра­ зия. Любое «определение понятия» — содержательное (не­ формальное) определение во всяком случае, — хотя и свя­ зано с отождествлением одного понятия с другим (в части их содержания, нанример), но не сводится к нему. Харак­ теристика «аірироды» понятия информации — своеобразное «философское» определение его — через понятия разнооб­ разия и отражения формулирует в философском плане достаточно добротный критерий отличения данного поня­ тия от других, уточняет (в том же плане) значение (смысл) понятия информации; по мнению А. Д. Урсула, оно отражает также самые общие (и вместе с тем сущест­ венные) черты истории познания феномена информации, формирования и развития этого понятия.

Подход к информации как к «отраженному разнооб­ разию» обладает, как представляется, определенной мето­ дологической привлекательностью. В статье автора этих строк и А. Д. Урсула (1970) был высказан взгляд, что этот подход не противоречит ни одному из существующих вари­ антов теории информации и ее приложений и в то же время допускает новые. Если это утверждение в столь общей фор­ ме и представляется автору этих строк в настоя­ щее время слишком сильным — трудности возникают в случае семантических и прагматических теорий, о чем мы будем говорить ниже, — то в отношении «асемантических» и «іапрагматических» теорий оно, по-видимому, верно. «Разнообразностная» концепция информации действи­ тельно «предусматривает» приложение теоретико-инфор­ мационных методов в областях, где они пока не применя­ ются, но где налицо процессы отражения и передачи разно­ образия,— в этом состоит прогностическая функция упо­ мянутой концепции.

Это весьма существенно, ибо, говоря словами Б. С. Ук­ раинцева, «попытка определить или как-то охарактеризо­ вать информацию независимо от естественнонаучных тео­ рий информации, без учета их основных положений (и — весьма существенное добавление — п р и л о ж е н и й этих теорий к исследованию органической и неорганиче­ ской природы, общества и мышления.— Б. Б.) обречена на неудачу» ( Б. С. Украинцев, 1969, стр. 239).

253

5.Кодирование и декодирование как гносеологические

и«онтологические» процедуры

Как же, однако, реализуется тот процесс «передачи раз­ нообразия», в результате которого информация оказыва­

процедур, непосредственно изучаемых в теории информа­ ции и технической кибернетике в применении прежде все­ го к техническим каналам связи, но имеющим тем не ме­ нее весьма общую природу — гносеологическую и «онто­ логическую».

Г н о с е о л о г и ч е с к а я сторона процедуры кодирова­ ния (и обратной ей процедуры декодирования) обнаружи­ вается в случае «информационной» интерпретации позна­ ния и использования при этом понятия «модели». Приме­ ром такой интерпретации — она весьма распространена в отечественной методологической литературе — является следующее высказывание Н. М. Амосова: познание, рас­ сматриваемое в информационно-кибернетическом аспекте, «можно определить как восприятие и сбор информации од­ ной системой о другой. Полученная информация только тогда становится принадлежностью получающей системы, когда она превращается в структуру, в модель. Если этого не происходит, то информация не воспринимается. Можно сказать, что отражение — это моделирование. В отражаю­ щей системе создается модель отражаемой» («Проблемы мышления в современной науке». Под ред. П. В. Копнина и М. Б. Вильницкого. М., 1964, стр. 399). Эту модель и мож­ но рассматривать как результат кодирования в широком смысле, как гносеологической процедуры.

Известно, что понятие кодирования (и связанные с ним понятия декодирования, кода и т. п.) использовалось первоначально в секретных системах (в частности, воен­ ных), в которых содержание передаваемого сообщения скрывается от противника при помощи щифра или «клю­ ча». Исследование таких систем сыграло определенную роль в становлении теории информации — К. Шеннон пос­ вятил теории связи в секретных системах одну из первых своих работ по теории информации (опублико­ вана в русском переводе на стр. 333 — 402 книги: К. Шен­ нон, 1963). Из теории засекречивания сообщений — крип­ тографии понятие кодирования перешло в кибернетику и

254

теорию информации. В последней кодирование (теория которого суть важнейшая часть теории информации) стало пониматься в более общем смысле любого преобразования сообщения, делающего его пригодным для передачи по со­ ответствующему каналу связи.

Весьма скоро, однако, кибернетика вскрыла чрезвы­ чайную общность понятия кодирования (и декодирования). Эта общность проистекает из того, что процессы познания и практической деятельности людей, миры техники, жи­ вой природы и социальных отношений немыслимы без пе­ редач сообщений, которые почти всегда проходят через цепи опосредующих их передачу звеньев — «каналов свя­ зи» ; для движения по каждому из этих каналов сообщение должно быть подходящим образом закодировано. У. Р. Эш­ би проиллюстрировал, как он говорит, «повсеместность кодирования» на примере передачи предупреждения о шторме (У. Р. Эшби, 1959, гл. 8). Пример показывает, что уже простое речевое общение между людьми протекает по сложной системе «посредствующих звеньев». Источником сообщения естественно считать мозг говорящего; сообще­ ние, преобразованное в форму нервного возбуждения, по­ рождает определенную активность соответствующих нерв­ ных механизмов; результатом этой активности оказывается движение органов речи; это движение вызывает опреде­ ленные колебания воздушной среды, воздействующие на орган слуха собеседника; будучи соответствующим образом преобразованными в нем, они становятся причиной дея­ тельности его мозга. Введение в этот процесс общения тех­ нических каналов — радио, телеграфа, телефона — приво­ дит к тому, что сообщение, последовательно преобразуясь, пройдет и через многие другие материальные формы связи.

Пример этот показывает, что при всей важности ис­ следований по кодированию, ведущихся в теории инфор­ мации и ее приложениях к естествознанию и технике, со­ держание понятия кодирования выходит за рамки этой теории, так как оно имеет широкий философский аспект. Общенаучный характер и теоретический смысл этого поня­ тия связаны с универсальностью процессов отображения, широкой распространенностью процессов управления, име­ ющих существенно важное значение в природе, технике, общественной жизни, поскольку кодирование — необходи­ мая составная часть любых процессов отражения (отобняжения), управления и передачи информации.

255

Специалисты в области кибернетики, физики и теории связи, раздумывающие над принципиальными вопросами своих областей, нередко указывают на большую общность этого понятия. Так, Дж. Пирс характеризует кодирование как точное отображение одной вещи с помощью другой (Дж. Пирс, 1967, стр. 82). Однако в отечественной фило­ софской литературе такой подход к кодированию (и деко­ дированию) редок. Исключение здесь составляет статья «Кодирование» во втором томе «Философской энциклопе­ дии» (М., 1962), которая содержит философский анализ этого понятия, принадлежащий Ю. А. Гастеву. В статье отмечается, что понятие кодирования имеет общенаучный характер и широкий философский аспект: кодирование — необходимая составная часть процессов управления, про­ цессов преобразования и передачи информации в любых областях действительности; оно в тон или иной форме всег­ да присутствует в процессах познания.

В этой статье мы находим дефиницию «кодирования», ориентированную на раскрытие общенаучного содержания этого понятия. Кодирование определяется как отображе­ ние (преобразование) некоторых объектов (событий, сос­ тояний) — их называют операндами — в систему конструк­ тивных объектов (систему образов кодирования), осуще­ ствляемое по определенным правилам, составляющим шифр, или код; восстановление закодированных операн­ дов (прообразов кодирования) по их образам составляет д е к о д и р о в а н и е . Кодированию и декодированию мож­ но дать «лингвистическую» интерпретацию: понимать мно­ жество конструктивных объектов, из которых состоят на­ боры, кодирующие операнды, как слова, состоящие из букв

ф и к с и р у е м ы х состояний какой-либо физической систе­ мы (не обязательно обычных «букв» как графических об­ разов определенного вида или фонем).

В этом описании стоит обратить внимание на два (впро­ чем, тесно связанных друг с другом) обстоятельства: на «требование» конструктивности прообразов и образов ко­ дирования и на дискретность алфавита кодирования (пред­ полагающую дискретность или дискретизуемость прообра­ зов). В «типичных» случаях — таких, как телеграфное ко­ дирование, кодирование программы ЭВМ на перфокартах и перфолентах или индексирование документов при со-

256

ставлепии каталогов в информационной службе,— дело так и обстоит. Но ведь «изображение» звуков радиоволнами, модулированными акустической частотой, — это т о ж е кодирование (причем в самом узком смысле теории связи), а «алфавит» здесь «непрерывный». Это означает, что, хо­ тя идея кодирования нагляднее всего предстает в «дискрет­ ном» случае прообразов и образов, он не есть общий слу­ чай (так же как пе является им и дискретизация непре­ рывных сигналов отсчетами их значений). «Конструктив­ ность» при кодировании во многих случаях достигается лишь приближенная. Ибо на самом деле «непрерывность» многих сигналов (речевых, например) — это во многом фикция: речевые сигналы воспринимаются коммуникан­ тами как некие ц е л о с т н ые , а вовсе не как перасчленяемые континуальные, во времени и пространстве, образо­ вания.

Описанные черты кодирования (и декодирования), ес­ ли рассматривать эту процедуру с точки зрения ее роли в познании, проявляются в самых разных формах: при ис­ пользовании систем сокращенных обозначений (вплоть до символики математики, логики, химии и других областей знания); применении нотной записи для выражения акус­ тических колебаний определенной частоты, составляющих музыкальные фразы; переводе с языка на язык и т. д. В терминах кодирования можно подходить к такой позна­ вательной процедуре, как измерение: это кодирование из­ меряемой величины состояниями («в алфавите») измери­ тельного прибора.

Гносеологическую природу кодирования и декодиро­ вания хорошо раскрывает упомянутый «лингвистический» подход. Кодирование при этом определяется как фиксация («запись») событий (из некоторого класса событий), про­ изводимая в определенном алфавите; события при этом выступают в качестве и н т е р п р е т а ц и и 14, возникаю­ щей в результате кодирования системы кодовых образов («Философская энциклопедия», т. 2, стр. 548). «Чтение» этой «записи» — декодирование сообщения — состоит в оп­ ределении этой интерпретации (что и имеет место в случае «понимания» текста читателем, восприятия прослушивае­ мых музыкальных произведений или при чтении нотпых текстов про себя и т. п.).

14 О понятии интерпретации см.: ІО. Гастев, 1962а.

«Гносеологически идеальным» следует признать такое кодирование, которое сохраняет разнообразие; как гово­ рит Эшби, «процесс должен на каждой стадии сохранятъ разнообразие множества» (У. Р. Эшби, 1959, стр. 202).

Стремясь к этому идеалу, правила кодирования обычно стремятся устроить так, чтобы они, с одной стороны, были однозначны, т. е. определяли единственное отображение каждого прообраза в кодовый образ, а с другой стороны, чтобы обеспечивался однозначный обратный переход от кодовых образов к операндам — условие однозначности декодирования 15. Оба требования независимы друг от дру­ га (в частности, возможно такое однозначное кодирова­ ние, при котором однозначное декодирование невозможно). Если выполняется первое требование, то между системой операндов и системой «кодов» 16 возникает отношение го­ моморфизма; при выполнении второго требования имеет место гомоморфизм системы кодовых образов и системы исходных объектов. Совместное выполнение обоих требо­ ваний дает «гносеологический идеал» — гомоморфизм «в обе стороны», т. е. изоморфизм, при котором и кодирова­ ние, и декодирование однозначны.

Термин «идеал» в применении к кодированию, обла­ дающему упомянутыми свойствами, был выбран нами не случайно. Идеал, согласно разъяснению «Философского словаря» Г. Шмидта (сокращ. перев. с нем., М., 1961, стр. 240 — 241), — это образец, имеющий большое значе­ ние, совершенство, высшая цель... «Мы знаем,— цитирует Словарь слова Фихте, — что идеалы не могут существовать в действительном мире; мы лишь утверждаем, что по ним должно судить о действительности...» Не входя в обсужде­ ние спорного вопроса о достижимости идеалов, заметим, что «идеал кодирования», вполне осуществимый и ежед­

(«Философская энциклопедия», т. 2. М., 1962, стр. 548).

258

дает большие трудности, когда мы ставим вопрос о его достижении в мало-мальски сложных познавательных си­ туациях ” .

В самом деле, «однозначности», фигурирующие в при­ веденном выше описании этого «идеала», возможны толь­ ко в случае, если кодируемая («моделируемая») система и система «кодов» представляют собой системы четко раз­ личаемых и отождествляемых (т. е. конструктивных) объ­ ектов, а правила кодирования эффективно осуществи­ мы. В большом количестве наиболее важных познаватель­ ных процессов все это выполняется весьма приблизитель­ но или даже вовсе не выполняется. В статье «Кодирова­ ние» в «Философской энциклопедии» в качестве первого примера кодирования приводится пользование (естествен­ ным) языком — исходными объектами являются здесь представления, мысли и переживания, возникающие в моз­ гу пользующегося языком, а алфавитом кодирования — алфавит данного языка. Но удовлетворяет ли язык, рас­ сматриваемый как «код мышления», требованию конструк­ тивности? По-видимому, нет. Акты мышления вряд ли можно рассматривать в качестве конструктивных объектов, а состояния элементов нервной системы, лежащие в их ос­ нове, еще не познаны наукой. [«Лежат в их основе» — в этих словах подразумевается неизвестное еще кодовое пре­ образование; в изучении этого преобразования психология, нейрофизиология и кибернетика только нащупывают пути; ср. во многом умозрительную попытку Д. И. Дубровского (1971, стр. 279—300) продвинуться в этом вопросе].

Другой пример — измерение. Что кодируют показания регистрирующих приборов, какие «обстояния» отражают? В чем состоит в этом случае декодирование? В математи­ ческой обработке полученных данных? В их истолкова­ нии? В открытии выражающихся в них законов природы?

На перевод с языка на язык с большей уверенностью можно смотреть как на кодирование — декодирование. Но однозначность кодовых преобразований здесь является редкостью. Отображение, осуществляемое при переводе, не только не изоморфно, но даже не гомоморфно («Фило­ софская энциклопедия», т. 2, стр. 549).

117Следующий ниже анализ этих трудностей ведется с учетом упо­ минавшейся статьи «Кодирование», впервые в нашей литерату­ ре обратившей на них внимание в философском плане.

Далее следует иметь в виду, что сохранение содержа­ ния сообщения, о котором обычно говорят в случае одно-однозначпого кодирования, сохраняет «инвариант ко­ дирования» с точностью до изоморфизма (в этом — проявле­ ние той абстракции от смысла, которая характерна для «асемантических» теорий информации). На языке, близ­ ком логической семантике, это можно выразить в виде утверждения, что различные интерпретации системы «ко­ довых образов» в этом случае будут изоморфными. Деко­ дирование в этом случае будет однозначным — в очерчен­ ном выше смысле. Но это не будет исключать случай, когда разные «декодирующие системы» (особенно люди) совершенно однозначно будут восстанавливать прообразы из р а з л и ч н ы х интерпретаций; «так, восприятия му­ зыканта, читающего партитуру симфонии, отличны от переживаний слушателя, находящегося в концертном за­ ле» («Философская энциклопедия», т. 2, стр. 549).

Возникает вопрос, не стоит ли попросту исключить из содержания понятий «кодирование — декодирование» упоминавшиеся неоднозначности. Это не стоит делать хо­ тя бы потому, что сами теория информации и кибернетика исследуют и случаи неоднозначности кодирования и деко­

статье «Кодирование», тот факт, что неоднозначность пе­ реводов с одного естественного языка на другой тем не менее позволяет со сколь угодно большой точностью вы­ разить любую мысль, заставляет думать, что и при «ис­ кусственном» кодировании незачем настаивать на требо­ вании однозначности. И действительно, в кибернетике на этом пути разрабатываются статистические методы коди­ рования. В этом смысле можно сказать, что теория и тех­ ника кодирования эволюционируют в сторону рассматри­ ваемого нами «философского» понимания кодирования, и что само это понимание должно быть более гибким, менее настойчиво повторять мотив конструктивности, столь ка­ тегорично выраженный в дефиниции «кодирования» в од­ ноименной статье (впрочем, эта категоричность снимает­ ся в последующем ее тексте).

260